FR2530727A1 - DEVICE FOR CONTROLLING VALVES IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE DES SOUPAPES DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ESSENTIELLEMENT A QUATRE TEMPS. PLUSIEURS TIGES 8 DE SOUPAPES, MONTEES DANS UNE CULASSE SITUEE SUR LA PARTIE SUPERIEURE DU BLOC MOTEUR, SONT DISPOSEES RADIALEMENT SELON UN AXE PASSANT PAR LE CENTRE DE COURBURE DE LA SURFACE DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION. LESDITES TIGES 8 SONT ENTRAINEES PAR DES CULBUTEURS AUXILIAIRES 10 ASSOCIES CHACUN A UN ARBRE 10A RESPECTIVEMENT SITUES DANS UN PLAN Y QUI RECOUPE PERPENDICULAIREMENT L'AXE LONGITUDINAL X DES TIGES 8 DE SOUPAPES EN UN POINT SITUE A L'INTERIEUR DE LA COURSE S DE MONTEE ET DE DESCENTE DE LA TETE DE LADITE TIGE. LES ARBRES 10A DES CULBUTEURS AUXILIAIRES 10 ET 10A DES CULBUTEURS 11 SONT MONTES SUR UN CACHE-CULBUTEURS CONSTITUANT UNE MOITIE SUPERIEURE DE LA CULASSE.THE INVENTION RELATES TO A DEVICE FOR CONTROLLING THE VALVES IN AN ESSENTIALLY FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE. SEVERAL VALVE STEMS 8, MOUNTED IN A CYLINDER HEAD LOCATED ON THE UPPER PART OF THE ENGINE BLOCK, ARE ARRANGED RADIALLY ALONG AN AXIS PASSING THROUGH THE CENTER OF CURVATURE OF THE COMBUSTION CHAMBER SURFACE. THE SAID RODS 8 ARE DRIVEN BY AUXILIARY ROCKERS 10 EACH ASSOCIATED WITH A 10A SHAFT RESPECTIVELY LOCATED IN A PLANE Y WHICH CUT PERPENDICULARLY THE LONGITUDINAL AXIS OF THE VALVE RODS 8 AT A POINT LOCATED INSIDE THE MONITOR OF DESCENT OF THE HEAD OF LADITE ROD. THE SHAFTS 10A OF THE AUXILIARY ROCKERS 10 AND 10A OF THE ROCKERS 11 ARE MOUNTED ON A ROCKER COVER CONSTITUTING AN UPPER HALF OF THE CYLINDER HEAD.
Description
Dispositif de commande desControl device
tion interne.internally.
soupapes dans unvalves in a
moteur à combus-combustion engine
La présente invention concerne un dispositif de commande des soupapes dans un moteur à combustion interne, essentiellement à quatre temps, pour véhicule automobile, du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont montées dans une culasse placée sur la partie supérieure du bloc moteur, ces tiges étant disposées radialement de manière que leurs axes passent sensiblement par le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure The present invention relates to a device for controlling the valves in an internal combustion engine, essentially four-stroke, for a motor vehicle, of the type in which a plurality of valve stems are mounted in a cylinder head placed on the upper part of the engine block, these rods being arranged radially so that their axes pass substantially through the center of curvature of the surface of the upper wall
de la chambre de combustion.of the combustion chamber.
Un dispositif de commande des soupapes du type usuel classique est agencé de manière que chacune des tiges de soupape soit entrainée en étant poussée directement par le mouvement de basculement d'un bras de culbuteur correspondant supporté A conventional valve type control device is arranged so that each of the valve stems is driven by being pushed directly by the tilting movement of a corresponding supported rocker arm.
par un arbre qui est orienté parallèlement à un arbre à cames. by a shaft that is oriented parallel to a camshaft.
Cependant, si cela est appliqué à un moteur du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont disposées radialement avec leur centre de convergence coincidant sensiblement avec le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de However, if this is applied to a motor of the type in which a plurality of valve stems are arranged radially with their center of convergence coinciding substantially with the center of curvature of the surface of the upper wall of
la chambre de combustion, il est difficile que le plan corres- the combustion chamber, it is difficult for the plan to
pondant au lieu de basculement du culbuteur et la direction axiale longitudinale de la tige de soupape soient amenés en coincidence l'un avec l'autre et, -en conséquence, on a proposé un agencement dans lequel un culbuteur auxiliaire est interposé entre le culbuteur et la tige de soupape correspondante, et laying at the tumble point of the rocker arm and the longitudinal axial direction of the valve stem are brought into coincidence with each other and, therefore, an arrangement has been proposed in which an auxiliary rocker arm is interposed between the rocker arm and the corresponding valve stem, and
le plan constituant le lieu de basculement du culbuteur auxiliai- the plan which constitutes the tipping point of the rocker auxiliai
re est aligné avec la direction axiale longitudinale de la tige de soupape de façon que la tige de soupape puisse être re is aligned with the longitudinal axial direction of the valve stem so that the valve stem can be
poussée selon sa direction axiale longitudinale par le culbu- thrust in its longitudinal axial direction by the culbu-
teur Il est souhaitable, avec cet agencement, que la force orientée diamétralement et agissant sur la tige de soupape au moment du mouvement de basculement du culbuteur auxiliaire soit rendue aussi petite que possible pour améliorer la durée It is desirable with this arrangement that the diametrically directed force acting on the valve stem at the time of tilting movement of the auxiliary rocker arm be made as small as possible to improve the duration
de service de la soupape.of service of the valve.
L'invention a pour but de créer un mécanisme satisfaisant à cet objectif et elle concerne un mécanisme du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont disposées dans une culasse placée sur la partie supérieure du bloc moteur, ces tiges de soupape étant disposées radialement par rapport à un centre qui coincide sensiblement avec le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de la chambre de combustion, lesdites tiges de soupape étant agencées pour être entraînées par au moins un arbre à cames par l'intermédiaire de culbuteurs The object of the invention is to create a mechanism which satisfies this objective and relates to a mechanism of the type in which a plurality of valve stems are arranged in a cylinder head placed on the upper part of the engine block, these valve stems being arranged radially relative to each other. at a center which coincides substantially with the center of curvature of the surface of the upper wall of the combustion chamber, said valve stems being arranged to be driven by at least one camshaft via rocker arms
auxiliaires respectifs qui sont en butée contre les têtes respec- respective auxiliaries which are in abutment against the respective heads.
tives des tiges de soupape et de culbuteurs respectifs qui sont en butée contre les culbuteurs auxiliaires respectifs, le mécanisme étant caractérisé en ce que l'arbre de chacun respective valve and rocker rods which abut against the respective auxiliary rocker arms, the mechanism being characterized in that the shaft of each
des culbuteurs auxiliaires est positionné dans un plan recou- auxiliary rockers is positioned in a plane
pant perpendiculairement l'axe longitudinal des tiges de soupa- perpendicular to the longitudinal axis of the support rods
pe correspondantes en un point se trouvant à l'intérieur de la course de montée et de descente de la tête de ladite tige corresponding pe at a point within the upward and downward stroke of the head of said rod
de soupape.valve.
D'autres caractérisques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite will appear on reading the detailed description made
ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en plan d'un exemple de réalisation du mécanisme selon l'invention, dont le cache-culbuteurs a été enlevé; la figure 2 est une vue en coupe par II-II de figure 1, le cache-culbuteurs étant fixé en position; la figure 3 est une vue en élévation latérale schématique d'une partie importante du mécanisme; la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'un autre exemple du mécanisme selon l'invention, et la figure 5 est une vue en coupe par V-V de figure hereinafter with reference to the accompanying drawings in which Figure 1 is a plan view of an embodiment of the mechanism according to the invention, the rocker cover has been removed; Figure 2 is a sectional view through II-II of Figure 1, the rocker cover being fixed in position; Figure 3 is a schematic side elevational view of a substantial portion of the mechanism; FIG. 4 is a horizontal sectional view of another example of the mechanism according to the invention, and FIG. 5 is a sectional view through V-V of FIG.
4.4.
Avec référence aux figures 1 et 2 qui représentent un exemple With reference to FIGS. 1 and 2 which represent an example
de réalisation de l'invention, la référence 1 désigne le bloc- embodiment of the invention, the reference numeral 1 denotes the block
moteur, ce bloc-moteur'l étant composé d' un bloc-cylindre 2 qui constitue sa partie inférieure et d'une culasse 3 qui constitue sa partie supérieure Un cylindre 4 et un piston 4 a sont incorporés dans le bloc- cylindre 2 de façon à former, sur le côté supérieur du piston 4, une chambre de combustion ; la surface de la paroi supérieure 5 a de la chambre de combus tion 5 présente un profil hémisphérique; il est prévu deux engine, this engine block'l being composed of a cylinder block 2 which constitutes its lower part and a cylinder head 3 which constitutes its upper part A cylinder 4 and a piston 4a are incorporated in the cylinder block 2 of to form, on the upper side of the piston 4, a combustion chamber; the surface of the top wall 5a of the combustion chamber 5 has a hemispherical profile; it is planned two
soupapes d'admission droite et gauche et deux soupapes d'échap- right and left intake valves and two exhaust valves
pement droite et gauche 7 qui sont placées respectivement en avant et en arrière, des tiges 8 pour lesdites soupapes 6 et 7 étant montées dans la culasse 3 de manière à être orientées radialement-, leur centre de concours correspondant sensiblement -au centre de courbure O de la surface-de la paroi supérieure 5 a et lesdites tiges étant poussées par des ressorts 8 a respectifs; il est prévu un arbre à cames 9 qui est situé selon la direction allant de la droite vers la gauche et qui est monté à rotation sur la culasse 3 de façon à être positionné entre les tiges de soupape 8 sur le côté avant et les tiges de soupape 8 sur 7 and 7 are respectively placed forward and back, rods 8 for said valves 6 and 7 being mounted in the yoke 3 so as to be oriented radially, their center of competition substantially corresponding to the center of curvature O the surface-of the upper wall 5a and said rods being pushed by respective springs 8a; there is provided a camshaft 9 which is located in the direction from right to left and which is rotatably mounted on the yoke 3 so as to be positioned between the valve rods 8 on the front side and the rods valve 8 on
le côté arrière.the back side.
Ces tiges de soupape 8 sont agencées pour être entraînées par l'arbre à cames 9 par l'intermédiaire de culbuteurs auxiliaires These valve stems 8 are arranged to be driven by the camshaft 9 by means of auxiliary rockers.
respectifs 10 et de culbuteurs respectifs 11. respective 10 and rocker 11.
De façon plus détaillées, deux arbres lla associés aux culbuteurs 11, sont disposés parallèlement à l'abre à cames 9 et les deux culbuteurs 11 associés aux deux soupapes d'admission 6 sont supportés par l'un des arbres lia tandis que les deux culbuteurs 11 associés aux deux soupapes d'échappement 7 sont supportés par l'autre arbre, une partie d'extrémité de chacun des culbuteurs 1 h étant agencée pour se trouver en regard de la tête de la tige de soupape correspondante 8 et, dans l'intervalle formé entre ces éléments, est logée la partie d'extrémité basculante du culbuteur auxiliaire correspondant 10, lesdits culbuteurs étant supportés par des arbres respectifs l Oa décrits ci-après de manière que, lors de la rotation de l'arbre à cames 9, les culbuteurs auxiliaires respectifs 10 puissent exécuter un mouvement de pivotement par l'intermédiaire des culbuteurs 11 respectifs et qu'ainsi chacune des tiges de soupape respectives 8, exécute une course constante de montée et de descente à des instants prédéterminés. Sur les dessins, la référence llb désigne une vis de réglage qui est prévue sur la partie d'extrémité de chaque culbuteur 11, la référence 12 chacun des boulons d'arrêt pour les arbres In more detail, two shafts 11 associated with the rocker arms 11 are arranged parallel to the camshaft 9 and the two rockers 11 associated with the two intake valves 6 are supported by one of the shafts 11a while the two rockers 11 associated with the two exhaust valves 7 are supported by the other shaft, an end portion of each rocker 1h being arranged to lie opposite the head of the corresponding valve stem 8 and, in the the gap formed between these elements is accommodated by the tilting end portion of the corresponding auxiliary rocker arm 10, said rocker arms being supported by respective shafts 10a described below so that, during the rotation of the camshaft 9, the respective auxiliary rocker arms 10 can execute a pivoting movement through the respective rockers 11 and thus each of the respective valve rods 8 performs a constant stroke. rise and fall at predetermined times. In the drawings, reference llb denotes a set screw which is provided on the end portion of each rocker 11, the reference 12 each of the stop bolts for the shafts
respectifs l Oa, lla et la référence 13 désigne une bougie d'allu- Oa, lla and 13 refer to a candle
mage.mage.
Conformément à la présente invention, comme*le montre clairement - According to the present invention, as * clearly shows -
la figure 3, l'arbre la associé à chaque culbuteur auxiliaire -est agencé de façon à être placé dans un plan qui recoupe perpendiculaiirement l'axe longitudinal X de la tige de soupape correspondante 8 en un point qui se situe à l'intérieur de la course S de montée et de descente de la tête de la tige de soupape 8 Du fait de cet agencement, même si le culbuteur 11 correspondant prend n' iporte quelle position désirée par rapport à chaque 3, the shaft associated with each auxiliary rocker-is arranged to be placed in a plane which perpendicularly intersects the longitudinal axis X of the corresponding valve stem 8 at a point which lies within the the stroke S up and down the head of the valve stem 8 Due to this arrangement, even if the rocker 11 corresponding takes n iporte which position desired with respect to each
culbuteur auxiliaire 10, la partie extrême du culbuteur auxiliai- auxiliary rocker arm 10, the end part of the rocker arm
re 10 se déplace toujours le long d'un plan passant par l'axe longitudinal X de la tige de soupape 8 et l'inportance de la déviation selon la direction diamétrale 8 du lieu du Mnuvement de basculement Z du cul buteur 10 par rapport à l'axe longitudinal X est rendue aussi petite que possible de sorte que la tige de soupape 8 peut être re 10 always moves along a plane passing through the longitudinal axis X of the valve stem 8 and the importance of the deflection in the diametrical direction 8 of the location of the tilting movement Z of the scorer unit 10 with respect to the longitudinal axis X is made as small as possible so that the valve stem 8 can be
entrainée en étant poussée en ligne droite selon la direction. driven by being pushed in a straight line according to the direction.
de l'axe X tout en étant à peine soumise à une force orientée of the X axis while being barely subjected to a force oriented
selon la direction diamétrale.in the diametrical direction.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, les arbres l Oa des culbuteurs In the example described above, the shafts O O of the rockers
auxiliaires 10, et les arbres lla des culbuteurs 11, sont suppor- 10, and the shafts 11 of the rockers 11, are supported
tés par un cache-culbuteurs démontable 3 a constituant la partie supérieure de la culasse 3 de façon qu'un montage et un démontage du mécanisme de commande des soupapes puissent être effectués simplement par fixation et enlèvement du cache-culbuteurs 3 a, ce qui se traduit par une amélioration des opérations d'assemblage by a removable rocker cover 3a constituting the upper part of the cylinder head 3 so that a mounting and disassembly of the valve control mechanism can be carried out simply by fixing and removal of the rocker cover 3a, which is translated by an improvement of assembly operations
et d'entretien En outre, dans cet exemple, les culbuteurs auxi- In addition, in this example, the rocker arms
laires 10 associés aux soupapes d'admission 6, sont agencés, en fonction de la forme du cache-culbuteurs 3 a, de manière à 10 associated with the intake valves 6, are arranged, depending on the shape of the rocker cover 3 has, so as to
être orientés longitudinalement, selon une direction perpendi- be oriented longitudinally, in a direction perpendicular to
culaire aux directions longitudinales des culbuteurs 11 correspon- longitudinal direction of the tumblers 11 correspon-
dants, et les culbuteurs auxiliaires 10 associés aux soupapes and the auxiliary rockers 10 associated with the valves
d'échappement 7 sont agencés de manière à S'étendre longitudinale- 7 are arranged in such a way as to extend longitudinally.
ment selon les directions longitudinales des culbuteurs 1 h cor- in the longitudinal directions of rocker arms 1 hour
respondants. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention représenté sur les figures 4 et 5, les soupapes d'admission 6 sont disposées de façon à former une paire de soupapes avant et arrière placées sur le côté droit tandis que les soupapes d'échappement 7, sont disposées de manière à former une paire de soupapes avant et arrière placées sur le côté gauche Chacun des deux arbres à cames 9, orientés respectivement de la droite vers la gauche, est disposé en avant et en arrière par rapport à l'agencement respondants. In another exemplary embodiment of the invention shown in FIGS. 4 and 5, the intake valves 6 are arranged to form a pair of front and rear valves located on the right side while the exhaust valves 7 , are arranged to form a pair of front and rear valves placed on the left side Each of the two camshafts 9, respectively oriented from the right to the left, is arranged forwards and backwards with respect to the arrangement
précité des tiges de soupape 8, et chaque-paire de culbuteurs- said valve stems 8, and each pair of rocker arms
gauche et droit 11 associés respectivement aux soupapes d'admission 6 et aux soupapes d'échappement 7 placées sur les côtés avant et arrière, sont montés sur chacun des arbres de culbuteurs left and right 11 associated respectively with the intake valves 6 and the exhaust valves 7 placed on the front and rear sides, are mounted on each of the rocker shafts
lla disposés parallèlement aux arbres à cames 9 respectifs. lla arranged parallel to the camshafts 9 respective.
En outre, dans l'exemple représenté, chaque paire de culbuteurs auxiliaires 10 est placée dans l'intervalle séparant chaque paire correspondante de tiges de soupape 8, par exemple dans In addition, in the example shown, each pair of auxiliary rocker arms 10 is placed in the gap separating each corresponding pair of valve rods 8, for example in
l'intervalle séparant la paire correspondante de tiges de soupa- the interval separating the corresponding pair of support rods
pe droite et gauche 8 qui est formé en avant et en arrière, - pe right and left 8 which is formed in front and back, -
de façon qu'il soit possible de les loger d'une manière compacte dans la culasse 3 En outre, les arbres l Oa correspondant à chaque paire de culbuteurs auxiliaires 10, qui sont situés en avant et en arrière,sont disposés parallèlement l'un à l'autre et des alésages de palier 14 destinés à recevoir lesdits arbres so that it can be housed compactly in the cylinder head 3 In addition, the shafts 1 Oa corresponding to each pair of auxiliary rockers 10, which are located forward and backward, are arranged parallel to one another. to the other and bearing bores 14 for receiving said shafts
l Oa sont ménagés dans la culasse 3 proprement dite afin d'amélio- They are arranged in the cylinder head 3 itself in order to improve
rer la précision du positionnement relatif entre chaque culbu- the accuracy of the relative positioning between each cul-
teur auxiliaire 10 et chaque tige de soupape 8 montée dans la culasse 3 De même, chacune des paires d'alésages de palier 14 peut être formée simultanément par usinage de la culasse 10 and each valve stem 8 mounted in the cylinder head 3 Similarly, each of the pairs of bearing bores 14 can be formed simultaneously by machining the cylinder head
3 selon la même direction, ce qui permet d'améliorer les carac- 3 in the same direction, which improves the characteristics of
téristiques d'usinage.machining characteristics.
En outre, dans l'exemple représenté, les arbres lla associés aux culbuteurs 11 placés sur chacun des côtés droit et gauche sont agencés pour être introduits dans et supportés parles In addition, in the example shown, the shafts 11a associated with the rockers 11 placed on each of the right and left sides are arranged to be introduced into and supported by the
alésages de palier respectifs 15 ménagés dans la culasse 3 pro- respective bearing bores 15 formed in the cylinder head 3 pro-
prement dite et chacun des arbres l Oa associés à chacun des culbuteurs auxiliaires 10 est disposé parallèlement à un plan orienté perpendiculairement à l'arbre correspondant lla associé au culbuteur 11 correspondant, de manière que l'écart angulaire entre les alésages 14, 15 correspondant aux arbres respectifs 1 Oa, lia, soit égal à 90 , ce qui permet de faciliter leur positionnement lors de l'usinage et d'améliorer la précision d'usinage En outre, dans l'exemple représenté, les alésages de palier 14, 15 se croisent mutuellement et les arbres respec- tifs 1 Oa, lla introduits dans les alésages respectifs 14, 15 se rejoignent mutuellement à angle droit et, dans ce cas, la and each of the shafts 10a associated with each of the auxiliary rocker arms 10 is arranged parallel to a plane oriented perpendicular to the corresponding shaft 11a associated with the rocker arm 11, so that the angular difference between the bores 14, 15 corresponding to the respective shafts 1 Oa, lia, equal to 90, which facilitates their positioning during machining and improve the machining accuracy In addition, in the example shown, the bearing bores 14, 15 are cross each other and the respective shafts 1a, 11a introduced into the respective bores 14, 15 meet each other at right angles and, in this case, the
surface d'extrémité de l'un d'eux, c'est-à-dire la surface d'ex- end surface of one of them, ie the surface of
trêmité de 1 ' arbre 10 a du culbuteur auxiliaire 10 par exemple, vient buter contre et est supportée par la surface périphérique de l'autre arbre, c'est-à-dire de l'arbre lla du culbuteur 11 par exemple, de sorte que le positionnement de l'arbre l Oa introduit ultérieurement dans l'alésage 14 peut être facilité en utilisant The end of the shaft 10a of the auxiliary rocker 10, for example, abuts against and is supported by the peripheral surface of the other shaft, that is to say the shaft 11a of the rocker arm 11 for example, so that that the positioning of the shaft l Oa subsequently introduced into the bore 14 can be facilitated by using
comme élément de positionnement l'arbre 1 Qa qui a été précédem- as positioning element the tree 1 Qa which was previously
ment introduit dans l'alésage 15.introduced into the bore 15.
En conséquence, conformément à la présente invention, l'arbre associé à chaque culbuteur auxiliaire est placé dans un plan recoupant perpendiculairement l'axe longitudinal de la tige de soupape correspondanteen un point à l'intérieur de la course de montée et de descente de la tête de la tige de soupape, de sorte que la force orientée diamétralement et agissant sur la tige de soupape peut être rendue aussi petite que possible et que, simultanément, la tige de soupape peut être entrainée en étant poussée en ligne droite selon la direction de son axe Accordingly, in accordance with the present invention, the shaft associated with each auxiliary rocker arm is placed in a plane intersecting perpendicularly the longitudinal axis of the corresponding valve stem at a point within the rise and fall path of the the valve stem head, so that the diametrically directed force acting on the valve stem can be made as small as possible and that, simultaneously, the valve stem can be driven by being pushed in a straight line in the direction of its axis
longitudinal par le culbuteur auxiliaire, ce qui permet en con- longitudinally by the auxiliary rocker, which makes it possible
séquence d'améliorer la durée de service du mécanisme de commande des soupapes et en outre chaque culbuteur peut être placé dans sequence to improve the service life of the valve control mechanism and further each rocker arm can be placed in
toute position désirée par rapport au culbuteur auxiliaire corres- any desired position relative to the auxiliary rocker corresponding to
pondant, ce qui permet d'augmenter ainsi la liberté de conception which increases the freedom of conception
du mécanisme -of the mechanism -
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